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                新型催化剂可以将温室气体转化为燃料、塑料
                2020-3-23    来源:中国塑料机械工业协会

                 

                研究人员正致力于将温室气体转化为可再生燃料和其他材料,以帮助解决与气候变化相关的一些环境问题;而现在科研人员又向前迈出了一步。韩国科学技术研♂究院(KAIST)团队开发出了一种新型催化剂,它可以将二氧☆化碳等气体循环转化为可用于制造燃料、氢气和其他化学物质的材料。

                韩国科学技术研究院的前身是韩国先进科学技术研究院(Korea Advanced Institute of Science and Technology)

                世界各地的科学家一直在寻找更便宜、更有效的方法来重新√利用二氧化碳和甲烷等有害气体,这些气体是通过燃烧化石燃料和其他工业过程排放到大气中的,从而造成污染。

                KAIST的研究人々员已经开发出一种催化剂,它可以将温室气体循环转化为可用于燃料、氢气和其他化学物质的成分。(供图: KAIST)

                化学和分子工程副教授卡弗·雅夫兹(Cafer Yavuz)领导的KAIST小组表示,团队现在已经创造出一种催化剂,可以成功地大量转化二氧化碳和甲烷等温室气体。

                Yavuz说,研究人员用镍、镁和钼组成的催化剂取得了这一成果,该催化剂使用一种称为干法转化的过程,将有害气体转化为化学物质,这些化学物质不●仅可以再用来制造氢燃料,还可以用来制造塑料或药品。

                高效转换

                该催化剂被研究人员称为“单晶边缘的纳米催化剂”(NOSCE),可引发并加快二氧化碳和甲烷转化为氢气的反应速率。

                研究人员表示,虽然还有其他解决方案也可以实现这种转换,但其中使用了许多稀有和昂贵的金属,例如铂和铑。这些先前发明的转换方法在有效性方面也受到限制。Yavuz表示说:我们的研究解决了催化剂界面临的许多挑战。我们相信,NOSCE机制将改善其他低效的催化反应,并进一步减少温室气体的排放。

                研究人员称,其他研究人员此前曾尝试用镍来替代更昂贵的金属,但收效甚微∞。在这种情况下,碳的副产物堆积起来,表面的纳米颗粒聚集在镍上,改变了催化剂的组成和几何结构,使其失效。

                Yavuz:“困难在于对大量催化剂表面的活性位点缺乏※控制,因为尝试的任何精制方法都会改变催化剂本身的性质。”

                迎接挑战

                KAIST化学与生∩物分子工程系的研究生宋永东(音译)也参与了这个项目,他说,他的团队通过小心处理用来制造催化剂的镍,克服了这个问题。事实证明,这是一个相当大的挑战。他说:“我们花了将近一年的时间来ω了解其基本机制。一旦我们详细研究了所有的化学事件,我们震→惊了。

                具体来说,研究人员在单晶氧化镁存在的还原环境下生产出镍钼纳米颗粒,研究人员⌒说。在反应气体下加热成分使纳米颗粒在原始晶体表面上移动,以寻找锚定↓点。

                研究人员说,由此产生的活性催化剂密封了自身的高能活性位点,并永久固定了纳米颗粒的位置。这可以防止碳在镍上堆积,也可以防止表面粒子在镍上相互结合。

                研究人员在《科学》杂志①上发表了一篇关于他们工作的论文。他们希望相关催化剂可以帮助温室气体回收的整体解决方案做出贡☉献。

                (来源:PlasticsToday;编译:张秀  北京化工大学)

                 
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